多电平有源电力滤波器作为改善电能质量的重要装置,具备精确的电流检测能力,高效的动态补偿性能,传统多电平拓扑在应用场合具有控制复杂、功率器件多以及在容错方面需要增加冗余,会带来增加成本等不利因素。因此本文提出一种具有容错功能的多电平有源电力滤波器,与传统功率拓扑相比,能减少功率开关管和驱动电路的数量,减少逆变器的总成本。完成了多电平容错拓扑有源电力滤波器在正常情况和切换容错情况下时中点电压的均衡控制和调制策略。以及电网不平衡时电网锁相和谐波补偿。首先,本文全面调研了多电平有源电力滤波器拓扑和容错拓扑的研究现状,总结了多电平传统拓扑的结构和电流检测方法、调制策略、均压控制。提出了改进多电平容错拓扑结构,分析了拓扑工作在正常情况和故障情况的拓扑工作原理,建立了该拓扑的数学模型,与传统多电平拓扑进行了对比。其次,将多电平容错拓扑应用于有源电力滤波器,使用ip-iq谐波电流检测方法,电流跟踪控制选择准PR控制,调制方式使用兼容容错的载波层叠调制方式,提出适用于容错情况下的软件均压控制以及硬件均压方式。在三相电网不平衡下,使用全通滤波器锁相环对不平衡电网进行锁相,以及分析电网不平衡下的控制策略。再次,用MATLAB/simulink软件搭建了改进多电平容错拓扑APF系统的仿真模型,仿真结果验证了APF的容错能力和电压均衡控制能力,以及在电网不平衡下时,APF的谐波电流补偿能力。最后,对多电平容错APF系统的电路参数进行计算,搭建了主电路。设计以DSP+FPGA主控芯片的核心算法板和以FPGA核心三相控制板以及外围电路,设计了DSP主程序,FPGA程序包括A/D采样程序、高速光纤串行通信、载波层叠PWM程序等。完成对多电平容错APF系统的调试,最终实验结果与仿真结果一致,证明本文多电平容错拓扑APF的正确性和可行性。